Ratgeber
Bei einer elektrostatischen Entladung, einem Blitzeinschlag oder einem Kurzschluss, suchen sich Ströme den besten Weg zum Erdpotenzial. Der kann auch durch eine Person oder eine elektrische beziehungsweise elektronische Schaltung führen. Dabei sind erhebliche Schäden nicht auszuschließen. Erdungsbänder locken solche Fehlströme sozusagen in eine Falle, da sie einen unmittelbaren und nahezu widerstandsfreien Weg zur Erde liefern. Lesen Sie hier, wie Erdungsbänder funktionieren, in welchen Bereichen sie nötig sind und welche Typen es gibt.
Was sind Erdungsbänder?
Erdungsbänder – auch als Massebänder, Erdungsdraht, Erdungskabel oder Erdungsstreifen bezeichnet – bestehen aus leitfähigem Material und erden elektrische Geräte oder Systeme. Indem sie gefährliche Spannungen ableiten, tragen sie zur Sicherheit von Personen und Geräten bei. Sie schützen vor allem Elektroartikel vor Schäden durch Überspannungen und elektrostatische Entladungen, verbessern so deren Stabilität und Zuverlässigkeit.
Elektrische Anlagen
Erdungsbänder sorgen dafür, dass Fehlerströme sicher zur Erde abgeleitet werden, schützen damit Personen und Geräte. Bei Schaltschränken erden sie Gehäuse und Metallteile.
Blitzschutz
In Blitzschutzsystemen leiten sie Blitzströme sicher zur Erde ab, schützen so Gebäude und Anlagen vor Schäden. Sie dienen auch zur Verbindung von Blitzableitern mit Erdungspunkten.
Telekommunikationsanlagen
Antennen, Masten und Satellitenschüsseln sind in der Regel mit Erdungskabeln ausgestattet, schützen damit Telekommunikationsanlagen vor Überspannungen durch Blitzschlag.
Energieversorgungsanlagen
Beim Erden von Transformatoren und Generatoren gewährleisten sie die Betriebssicherheit. Sie werden auch oft verwendet, um Übertragungsleitungen und deren Masten zu erden.
Industrielle Anwendungen
In der Industrie dienen sie zur Erdung von Maschinen und Anlagen, in erster Linie zur Ableitung von statischen Aufladungen in Bereichen, in denen durch Reibung solche Aufladungen entstehen können.
Elektronische Geräte und Systeme
Hier bieten sie Schutz vor elektrostatischer Entladung. Sie lassen sich auch bei Leiterplatten und anderen elektronischen Komponenten zur Erdung nutzen.
Medizinische Geräte
Erdungsstreifen sind wichtige Sicherheitskomponenten in medizinischen Geräten und Anlagen und erhöhen die Sicherheit von Patienten und Personal.
Erdungskomponenten funktionieren durch die Ableitung elektrischer Ströme zur Erde. Sie bestehen Kupfer, Edelstahl oder verzinktem Stahl, also Materialien, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Die Verbindung zur Erde an elektrischen Geräten, Gehäusen oder Metallteilen erfolgt durch direkten Materialkontakt durch Schrauben oder Steckverbinder. Das Erdungskabel wird mit einem Erdungspunkt verbunden, der tief im Boden verankert ist. Das kann ein Erdungsstab ebenso sein wie eine Erdungsplatte, ein Ring im Boden oder ein anderer geeigneter Erder.
Bei einem elektrischen Fehler, wie einem Kurzschluss oder einer statischen Aufladung, wird der Fehlerstrom über das Erdungsband abgeleitet. Es führt den Strom durch den Leiter zum Erdungspunkt und schließlich in den Boden. Das verhindert den Aufbau gefährliche Spannungen, die zu elektrischen Schlägen oder Schäden an Geräten führen könnten.
Wichtige Aspekte der Funktionalität
Die Verbindungspunkte zwischen dem Erdungsband und den zu erdenden Objekten müssen fest und leitfähig sein. Dies wird oft durch Schraubverbindungen, Schweißverbindungen oder spezielle Erdungsklemmen erreicht.
Der Widerstand zwischen dem Erdungspunkt und der Erde sollte so niedrig wie möglich sein, um eine effektive Ableitung der Ströme zu gewährleisten. Ein hoher Erdungswiderstand könnte die Effektivität der Erdung beeinträchtigen.
Erdungsbänder und ihre Verbindungen sollten regelmäßig auf Korrosion, Beschädigung und festen Sitz überprüft werden. Korrosion kann die Leitfähigkeit beeinträchtigen, und lose Verbindungen können den Kontaktwiderstand erhöhen.
Kupferbänder
Sie bestehen aus reinem Kupfer und bieten eine sehr hohe Leitfähigkeit. Verzinnte Kupferbänder sind mit einer Zinnschicht überzogen, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Sie finden sie oft in Umgebungen, die Feuchtigkeit oder korrosiven Bedingungen ausgesetzt sind.
Flexible Erdungsleiter
Dabei handelt es sich um geflochtene Kupferdrähte mit hoher Flexibilität und hoher Leitfähigkeit.
Kupferschirmgeflechte sind in Anwendungen im Einsatz, bei denen Bewegungen oder Vibrationen auftreten, beispielsweise in Fahrzeugen oder Maschinen.
Aluminiumbänder
Aluminiumbänder sind leichter als Kupferbänder und sind prädestiniert in Anwendungen, bei denen das Gewicht eine Rolle spielt.
Sie bieten ebenfalls eine gute Leitfähigkeit, sind jedoch weniger korrosionsbeständig als Kupfer.
Rostfreie Bänder
Diese bestehen aus rostfreiem Edelstahl und bieten hervorragende Korrosionsbeständigkeit.
Sie werden häufig in maritimen Umgebungen und anderen extremen Bedingungen verwendet.
Flachband-Erdung
Diese Bänder sind flach und breit, sie bieten damit eine größere Oberfläche für den Kontakt zur Erde. Zu inden sind sie häufig in Blitzschutzsystemen und großflächigen Erdungsinstallationen.
Erdungsbänder mit Isolierung
Einige Bänder sind mit einer isolierenden Schicht versehen, um sie vor mechanischen Beschädigungen und Korrosion zu schützen. Ein typischer Einsatzbereich sind Umgebungen, die zusätzliche Schutzmaßnahmen erfordern.
Verzinkte Stahlbänder
Diese Bänder bestehen aus Stahl und sind mit einer Zinkschicht überzogen. Sie erhöht die Korrosionsbeständigkeit, verzinkte Stahlbänder sind daher robust und widerstandsfähig.
Auswahlkriterien für die Beschaffung
Wesentlich ist die elektrische Leitfähigkeit: Je höher, desto besser ist die Erdung. In feuchten oder korrosiven Umgebungen sind verzinnte oder rostfreie Bänder vorzuziehen. In Anwendungen, die Flexibilität erfordern, sind geflochtene Bänder besser geeignet. Nicht geeignet sind herkömmliche Schaltdrähte, in erster Linie solche mit geringem Querschnitt.
Die Wahl des Materials sollte auf jeden Fall den spezifischen Bedingungen der Anwendung basieren, dazu gehören Temperatur, Feuchtigkeit und chemische Einflüsse.
Wir erfolgt die Befestigung und die Verbindung vom Gehäuse bis zum Erdungspunkt?
Sehr viele Bänder besitzen an den Enden Kabelschuhe oder Schraubösen. Sie lassen sich leicht für Schraubverbindungen nutzen. In einigen Fällen sind auch Kabeldurchführungen am Gehäuse nötig, die Leitung muss hier möglichst als Kabel vorliegen, nicht als Band.
In welcher Länge sind Massebänder im Handel verfügbar?
Gängige Längen reichen von 10 Zentimeter bis zu 3 Meter.